CZ23582U1

CZ23582U1 - Coupling of wood-based beams joined by means of steel lamellas with double side stamped pins with a base plate plates

Info

Publication number: CZ23582U1
Application number: CZ201225507U
Authority: CZ
Inventors: Nechanický@Pavel; Kuklíková@Anna; Kuklík@Petr
Original assignee: Ceské vysoké ucení technické v Praze, Fakulta stavební,
Priority date: 2012-01-24
Filing date: 2012-01-24
Publication date: 2012-03-22

Description

Spřažení nosníků na bázi dřeva spojených pomocí ocelových destiček s oboustranně prolisovanými trny se základní deskouCoupling of wood-based beams connected by steel plates with base plate punched on both sides

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká spřažení nosníků na bázi dřeva spojených pomocí ocelových destiček s oboustranně prolisovanými tmy se základní deskou. Řešení se týká zejména smykového spojení dřevěných prvků s betonovou deskou za účelem vytvoření kompozitní dřevobetonové konstrukce určené zejména pro nosné stropní a stěnové konstrukce. Řešení je vhodné zejména pro realizaci částečně nebo zcela prefabrikovaných velkoplošných dílců.The technical solution relates to the coupling of wood-based beams connected by steel plates with double-sided pressed darkness to the base plate. The invention relates in particular to the shear connection of wooden elements with a concrete slab in order to create a composite wood-concrete structure intended especially for bearing ceiling and wall structures. The solution is particularly suitable for the implementation of partially or fully prefabricated large-area components.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Principem působení drevobetonového spřaženého nosníku je přenos tlakového namáhání železobetonovou deskou, nejčastěji z hutného nebo lehčeného betonu o tloušťce 60 až 250 mm, a tahového namáhání dřevěným průřezem z rostlého nebo lepeného lamelového dřeva. Dřevěný průřez může být obdélníkový nebo tvarovaný různými zářezy, dále pak kulatina nebo křížem lamelované či jiné masivní dřevěné panely. Na materiálovém rozhraní dochází vlivem posouvající síly ke smykovému toku, který je nutné zachytit smykovým spojovacím prostředkem, aby došlo ke kompozitnímu působení obou materiálů. Pro toto spojení se používá tradičních nebo speciálně vyvinutých mechanických spojovacích prostředků, V současnosti je též možné využít moderních chemických prostředků nebo jejich kombinace s mechanickými. Tuhost smykového spojení pak rozhoduje o celkovém chování kompozitní konstrukce. Obecně platí, že tradiční mechanické spojovací prostředky, jako jsou například hřebíky, vruty, hmoždíky, ocelové kolíky, svorníky, apod., jsou více poddajné a celkové spřažení není příliš tuhé. Pro zvýšení tuhosti spojení je možné mechanické prostředky skombinovat s chemickými prostředky, zejména lepidly, například ocelové vlepované tyče, vlepovaná betonářská výztuž s ohyby, apod. Pro vytvoření polotuhého spojení je možné též využít speciálně vyvíjených výrobků, nejčastěji v kombinaci s různě tvarovanými zářezy na styku dřeva a betonu. Pro tuhé spojení se pak používá speciálních systémů, jako jsou průběžné vlepované lišty, nebo čistě chemického spojení dřeva a betonu pomocí speciálních lepidel.The principle of the effect of a wood-composite composite beam is the transfer of compressive stress by a reinforced concrete slab, most often made of dense or lightweight concrete with a thickness of 60 to 250 mm, and tensile stress with a wooden cross-section of solid or glued laminated wood. The timber section can be rectangular or shaped by various notches, then round or cross-laminated or other solid wood panels. The shear flow occurs at the material interface due to the shear force, which must be absorbed by the shear connection means in order to effect the composite action of both materials. For this connection traditional or specially developed mechanical fasteners are used. At present it is also possible to use modern chemical agents or their combinations with mechanical fasteners. The stiffness of the shear connection then determines the overall behavior of the composite structure. In general, traditional mechanical fasteners such as nails, screws, dowels, steel pins, bolts, etc. are more compliant and the overall coupling is not too rigid. To increase the stiffness of the connection, it is possible to combine mechanical means with chemical means, especially adhesives, for example steel glued bars, glued concrete reinforcement with bends, etc. For the semi-rigid connection it is also possible to use specially developed products, most often in combination with various shaped notches wood and concrete. Special systems such as continuous glued strips or purely chemical bonding of wood and concrete with special adhesives are then used for rigid joints.

Z hlediska technologie je znám tradiční způsob provádění, kdy se vylije čerstvá betonová směs na záklop dřevěných nosníků. Nosníky jsou předem opatřeny mechanickými spojovacími prostředky, nejčastěji hřebíky nebo vruty. Nevýhodou tohoto postupu je především to, že je třeba ochránit dřevěné prvky od pronikající vlhkosti z čerstvé betonové směsi a ohlídat i chemické složení dřevní hmoty, aby nedošlo vlivem chemických reakcí k znehodnocení kvality betonu. Dalšími nevýhodami jsou nutnost ošetřování čerstvé betonové směsi, nutnost podpírat dřevěněné nosníky a technologické pauzy brzdící další výstavbu. Tento způsob se používá především pro zvýšení únosnosti a tuhosti tradičních dřevěných stropů v historických objektech. Výše zmíněné nevýhody lze snadno omezit nebo odstranit pomocí částečně nebo zcela prefabrikovaných konstrukcí. Prefabrikace dřevobetonových kompozitu ovšem není celosvětově příliš prozkoumána a používána, především z důvodů velké pracnosti pri výrobě a aplikaci spřahovacích prostředků, jejich umístěním na dřevěné nosníky - mezi ně nebo do nich, a také vlastním betonováním desky.From the technology point of view, a traditional method is known in which fresh concrete is poured onto the timber beams. The beams are pre-fitted with mechanical fasteners, most often nails or screws. The disadvantage of this procedure is, first of all, that it is necessary to protect the wooden elements from penetrating moisture from the fresh concrete mixture and also to monitor the chemical composition of the wood mass, so that the quality of the concrete is not impaired due to chemical reactions. Other disadvantages are the necessity to treat fresh concrete mixture, the necessity to support wooden beams and technological pauses hindering further construction. This method is mainly used to increase the load-bearing capacity and stiffness of traditional wooden ceilings in historical buildings. The above-mentioned disadvantages can be easily reduced or eliminated by using partially or completely prefabricated constructions. However, prefabrication of wood-composite composites is not widely explored and used worldwide, mainly because of the laboriousness of manufacturing and applying couplers, by placing them on or between wooden beams, and by concreting the slab itself.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Zmíněné nevýhody je možné úspěšně odstranit spřažením nosníků na bázi dřeva spojených pomocí ocelových destiček s oboustranně prolisovanými tmy se základní deskou, podle tohoto technického řešení. Jeho podstatou je to, že část ocelové destičky přečnívá přes homí okraj nosníků na bázi dřeva a tyto přečnívající části alespoň dvou nosníků jsou navzájem propojeny základní deskou.Said disadvantages can be successfully eliminated by combining wood-based beams joined by steel plates with double-sided darkness to the base plate, according to the present invention. Its essence is that a portion of the steel plate protrudes over the upper edge of the wood-based beams and these overlapping portions of the at least two beams are interconnected by the base plate.

Ocelové destičky jsou ve výhodném provedení v místě přechodu mezi zakončením nosníků a základní deskou bez tmů. Přečnívající části ocelové destičky jsou s výhodou zality v základní desce ze směsi z hutného betonu pro vznik kompozitního dřevobetonového průřezu.The steel plates are advantageously free of darkness at the transition point between the end of the beams and the base plate. The protruding parts of the steel plate are preferably embedded in the base plate of a dense concrete mixture to form a composite wood-concrete cross-section.

-1 CZ 23582 Ul-1 CZ 23582 Ul

Nosníky na bázi dřeva mohou být tvořeny konstrukčním řezivem, lepeným lamelovým dřevem, vrstveným dřevem, modifikovaným dřevem nebo inženýrským produktem na bázi dřeva. Základní deska může být z lehčeného betonu, vláknobetonu nebo vysokopevnostního betonu. Základní deska je s výhodou opatřena vyztužením při dolním a/nebo horním okraji tvořeným betonářskou výztuží.The wood-based beams may consist of structural timber, glued laminated timber, laminated timber, modified timber, or a wood-based engineering product. The base plate can be made of lightweight concrete, fiber concrete or high-strength concrete. The base plate is preferably provided with reinforcement at the lower and / or upper edge formed by the concrete reinforcement.

Pomocí ocelových destiček s oboustranně prolisovanými tmy může být spojeno více než dva nosníky. Nosníky jsou s výhodou spojeny pomocnými destičkami v blízkosti dolního okraje nosníků.More than two beams can be connected using steel plates with double-sided darkness. The beams are preferably joined by auxiliary plates near the lower edge of the beams.

Nosníky jsou ve výhodném provedení opatřeny záklopem z desek na bázi dřeva, sádrokartonových nebo sádrovláknitých desek tvořících bednění pro betonovou desku. Nosníky mohou mít obdélníkový nebo půlkruhový průřez.The beams are preferably provided with a latch of wood-based panels, plasterboard or gypsum-fiber boards forming the formwork for the concrete slab. The beams may have a rectangular or semi-circular cross-section.

Podstata technického řešení spočívá ve spojení alespoň dvojice dřevěných nosníků z rostlého dřeva obdélníkového nebo půlkruhového průřezu pomocí ocelových destiček s oboustranně prolisovanými tmy tak, aby část ze Šířky ocelové destičky přečnívala přes homí okraj dřevěných nosníků. Tento přesah je následně zalit směsí z hutného betonu, čímž vznikne kompozitní dřevobetonový průřez. Dimenze dřevěných nosníků a tloušťka betonové desky vychází ze statického a dynamického výpočtu konstrukce. Dimenze, počet ocelových destiček ajejich umístění po délce nosníků a výškové umístění destičky v průřezu vychází ze statického a dynamického výpočtu konstrukce. K zalisování ocelových destiček se používá speciálního lisovacího zařízení.The essence of the technical solution consists in joining at least a pair of solid timber beams of rectangular or semicircular cross-section by means of steel plates with dark pressed on both sides so that a part of the width of the steel plate protrudes over the upper edge of the wooden beams. This overlap is then cast with a mixture of dense concrete, which creates a composite wood-concrete cross-section. The dimensions of the timber beams and the thickness of the concrete slab are based on the static and dynamic calculation of the structure. Dimension, number of steel plates and their placement along the length of beams and height placement of the plate in cross-section are based on static and dynamic calculation of the structure. A special pressing device is used to press the steel plates.

Nosníky mohou být realizovány z konstrukčního řeziva - KVH, BSH, lepeného lamelového dřeva, vrstveného dřeva, modifikovaného dřeva nebo jiného inženýrského produktu na bázi dřeva. Betonová část průřezu může být z lehčeného betonu, vláknobetonu, vysokopevnostního betonu nebo jiné speciální směsi. Betonová deska může být vyztužena pri dolním, horním nebo obou okrajích betonářskou výztuží. Ocelové destičky s oboustranně prolisovanými tmy mají různou úpravu tvaru nebo profilaci v zabetonované části. Pojmem ,,nosník/⁴ jsou míněny dřevěné prvky, které v konstrukci působí jako tlačené prvky, nebo prvky namáhané různými kombinacemi tahu, tlaku a ohybu. Výsledná konstrukce tedy může působit jako vodorovná deska, stěna, šikmá deska, šikmá stěna, nebo prostorová konstrukce.The beams can be made of structural timber - KVH, BSH, glued laminated timber, laminated timber, modified timber or other wood-based engineering product. The concrete part of the cross-section can be made of lightweight concrete, fiber concrete, high-strength concrete or other special mixture. The concrete slab can be reinforced at the lower, upper or both edges with concrete reinforcement. Steel plates with double-sided darkness have different shape adjustment or profiling in the concrete part. The term ,, beam / ⁴ are meant wooden elements in the structure act as compression members or various combinations of members subjected to tensile, compressive and flexural strength. Thus, the resulting structure may act as a horizontal slab, wall, inclined plate, inclined wall, or spatial structure.

Objasnění obrázků na výkreseClarification of the figures in the drawing

Kompozitní drevobetonová konstrukce podle tohoto technického řešení bude popsána na konkrétním příkladu pomocí přiložených obrázků. Na Obr. 1 a Obr. 3 jsou znázorněny příčný a podélný řez základního příkladného řešení. Na Obr. 2 a Obr. 4 jsou znázorněny příčný a podélný řez pokročilého příkladného řešení s využitím pomocné destičky s oboustranně prolisovanými tmy.The composite wood-concrete structure according to this technical solution will be described on a concrete example by means of the attached figures. In FIG. 1 and FIG. 3 shows a cross-section and a longitudinal section of a basic exemplary embodiment. In FIG. 2 and FIG. 4 shows a cross-section and a longitudinal section of an advanced exemplary solution using an auxiliary plate with double-sided darkness.

Příklad uskutečnění technického řešeníExample of technical solution implementation

V základním příkladném provedení jsou oboustranné ocelové destičky 3 s prolisovanými tmy zalisovány mezi dvojici dřevěných nosníků 2 s obdélníkovým průřezem 80 x 240 mm. Destička 3 je vyrobena z plechu tloušťky 1,5 mm a má rozměry 84 x 210 mm, délka trnů je 15 mm. Část ocelové destičky 3 s oboustranně prolisovanými tmy přečnívá přes homí okraj dřevěných nosníků 2 a tvoří tím prostředek pro smykové spojení dřeva a betonu. Betonová část průřezu je tvořena železobetonovou monolitickou základní deskou I tloušťky 80 mm vyztuženou výztuží 4 - KARI sítí položenou na homí hraně ocelových destiček 3.In a basic exemplary embodiment, double sided steel plates 3 with embossed darkness are pressed between a pair of wooden beams 2 with a rectangular cross-section of 80 x 240 mm. The plate 3 is made of 1.5 mm thick sheet and has dimensions of 84 x 210 mm, the length of the mandrels is 15 mm. The part of the steel plate 3 with the darkness pressed on both sides protrudes over the upper edge of the wooden beams 2 and thus constitutes a means for skidding the wood and concrete. The concrete part of the cross - section consists of a reinforced concrete monolithic base plate I 80 mm thick reinforced with 4 - KARI mesh reinforcement laid on the upper edge of steel plates 3.

V druhém, pokročilém, provedení je výše popsaná konstrukce doplněna o menší ocelovou pomocnou destičku 5 35 * 84 mm s oboustranně prolisovanými tmy délky 15 mm umístěnou v blízkosti dolního okraje dřevěných nosníků 2, plnící pomocnou funkci při zalisování a bránící případnému oddalování dřevěných nosníků 2.In the second, advanced embodiment, the above-described construction is complemented by a smaller steel sub-plate 5 35 * 84 mm with 15 mm long double-sided darkness located near the lower edge of the timber beams 2, fulfilling the molding auxiliary function.

V dalších provedeních je možné využít základní desku 1 v podobě ocelového nebo dřevěného roštu, skla, plastu a podobně.In other embodiments, it is possible to use the base plate 1 in the form of a steel or wooden grate, glass, plastic and the like.

-2CZ 23582 Ul-2EN 23582 Ul

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Technické řešení je možné využít především pro výrobu velkoformátových prefabrikovaných dřevobetonových nosných i nenosných konstrukci, zejména stropních a stěnových panelů.The technical solution can be used primarily for the production of large-format prefabricated wood-concrete load-bearing and non-load-bearing structures, especially ceiling and wall panels.

Claims

PROTECTION REQUIREMENTS

1. Coupling of wood-based beams joined by a steel plate with double-sided darkness to a base plate, characterized in that a portion of the steel plate (3) overlaps the upper edge of the wood-based beams (2) and the overlapping portions of at least two beams (3). 2) are interconnected by the base plate (1).

Beam coupling according to claim 1, characterized in that the steel plates (3) 10 are free of mandrels at the transition point between the end of the beams (2) and the base plate (1).

Beam coupling according to claim 1 or 2, characterized in that the protruding parts of the steel plate (3) are embedded in the base plate (1) of a dense concrete mixture to form a composite wood-concrete cross-section.

Beam coupling according to any one of the preceding claims, characterized in that:

15 that the wood-based beams (2) consist of structural timber, glued laminated timber, laminated timber, modified timber, or a wood-based engineering product.

Beam coupling according to any one of the preceding claims, characterized in that the base plate (1) is made of lightweight concrete, fiber concrete or high-strength concrete.

The beam coupling according to claim 5, characterized in that the base plate (1) is

20 is provided with reinforcement at the lower and / or upper edge formed by the concrete reinforcement (4).

Beam coupling according to any one of the preceding claims, characterized in that more than two beams (2) are connected by means of steel plates (3) with double-sided darkness.

25 that the beams (2) are connected by auxiliary plates (5) near the lower edge of the beams (2).

Beam coupling according to any one of the preceding claims, characterized in that the beams (2) are provided with a latch of wood-based panels, plasterboard or gypsum-fiber boards forming the formwork for the concrete slab.

30 that the beams (2) have a rectangular or semi-circular cross-section.